人教版高中化学必修一第一节第2课时硅酸盐和硅单质
化学人教版高中必修1第四章 第一节 无机非金属材料的主角-硅 第2课时 硅酸盐 硅单质
探究结论
Na2SiO3 不易燃烧， 可作防火 剂
放入水中的木 实验4-2：取两个小木条， 条水分蒸发后 分别放入蒸馏水和 Na2SiO3 溶液中浸透，取 燃烧，放入 出在酒精灯外焰加热，观 Na2SiO3中的 不燃烧 察现象。
① 物理性质：白色固体，可溶于水，水溶液俗称水玻 璃、泡花碱，无色粘稠，可制备硅胶和木材防火剂。
⑤ 新型无机非金属材料的特性 能承受高温、强度高 例如：氮化硅陶瓷在1200℃左右的高温下， 仍具有很高的强度，可用来制造汽轮机叶 片、轴承、永久性模具等。
具有电学特性 如：一些新型无机非金属材
料可以作为半导体、导体、超导体等，一些 绝缘性材料常被用于集成电路的基板。
具有光学特性 如：有些新型无机非金属材
主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 （Na2O•CaO•6SiO2） 主要设备：玻璃窑 ② 水泥 主要原料：粘土和石灰石、石膏适量（调节水泥硬化速度） 主要成分： 硅酸三钙：3CaO•SiO2 硅酸二钙：2CaO•SiO2 铝酸三钙：3CaO•Al2O3 主要设备：水泥回转窑
③ 陶瓷 主要原料：粘土/黏土 ④ 特殊含硅化合物——碳化硅SiC，俗名金刚砂 ，具有 与金刚石类似的空间网状结构，硬度大，熔点高。
第一节 无机非金属材料的主角—— 硅
1、硅酸盐
1）、定义：由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 2）、性质：大多不溶于水，化学性质稳定。 3）、表示方法：（P77 资料卡片） 活泼金属氧化物 + 不活泼金属氧化物 + 二氧化硅 + 水 4）、硅酸钠 Na2SiO3 （最简单的硅酸盐）
探究步骤
观察现象
肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂等
5、硅酸盐工业
无机非金属材料
人教版必修1化学第4章 第1节 课时2 硅酸盐和硅单质课件(36张)
B．镁橄榄石(Mg2SiO4)表示为
1 MgO·2SiO2
C．钾云母(K2Al6Si6H4O24)表示为 K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2 D．滑石(Mg3H2Si4O12)表示为 3MgO·4SiO2·H2O [答案] D
第四章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角——硅 课时2 硅酸盐和硅单质
目标与素养：1.了解硅酸盐的组成和性质及应用；知道硅的性质 和用途。(宏观辨识与变化观念)2.了解无机非金属材料的生产及用途。 (宏观辨识与社会责任)
自主预习 探新知
一、硅酸盐 1．概念
由硅__、氧__和金属组成的化合物的总称。
2．和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐。某种和田玉 的化学成分为 Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有关叙述中正确的是 ()
A．将该和田玉的化学式改写成氧化物的形式表示如下： 2CaO·3MgO·Fe2O3·8SiO2·H2O
B．该和田玉能抵抗任何酸或碱的腐蚀 C．该和田玉中 Fe 的化合价为＋2 价 D．该和田玉是由 5 种氧化物组成的混合物
2．组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。例如：
硅酸钠(Na2SiO3)：__N_a_2O__·S_i_O_2_________。
3．最简单的硅酸盐——Na2SiO3
水玻璃
二、硅酸盐产品——无机非金属材料
产品
原料
主要设备
主要成分
水泥
普通 玻璃 陶瓷
_石__灰__石__、__黏__土_
3．重要用途
(1)_半_导__体__材料，如硅芯片等。
(2)新型能源，如光电池等。
高中化学第4章第1节第2课时硅酸盐和硅课件必修1高一必修1化学课件
其半导体性能,光电池是极有发展前景的新型能源。硅胶多孔,吸附能力
强,常用作吸附剂、干燥剂或催化剂载体。
答案:(1)硅(或Si或单晶硅)
(2)二氧化硅(或SiO2)
(3)硅(或Si)
(4)硅胶
第十九页，共二十四页。
知识点1
知识点2
知识点3
Si+4HF
SiF4↑+2H2↑、Si+2NaOH+H2O
第九页，共二十四页。
Na2SiO3+2H2↑。
一
二
3.重要用途
(1)用作半导体材料(cáiliào),制硅芯片等。
(2)新型能源,如光电池等。
第十页，共二十四页。
一、用氧化物形式表示硅酸盐
硅酸盐由于组成比较复杂,通常用二氧化硅和金属氧化物的组合(zǔhé)形
【例题1】 矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的,此
处所指的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程。
例如长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土[Al2Si2O5(OH)4],此反应的离子方程式为:
(1)将上述复杂硅酸盐改写(gǎixiě)成氧化物形式。
2KAlSi3O8+2H2CO3+5H2O
A,则A为Na2SiO3,A和盐酸反应生成C,C为H2SiO3,H2SiO3受热分解又生成
SiO2,证明B为Si,E为CaSiO3。
答案:(1)Na2SiO3 Si H2SiO3 SiO2 CaSiO3
(2)Si+2NaOH+H2O
2-
SiO3 + 2H +
Na2SiO3+2H2↑
高中化学人教版必修1学案：第四章 第一节 第二课时 硅酸盐和硅单质
第二课时 硅酸盐和硅单质 [课标要求]1．了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。
2．了解硅的性质和用途。
3．了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。
1．概念由硅、氧和金属组成的化合物的总称。
2．组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。
例如：硅酸钠(Na 2SiO 3)：Na 2O·SiO 2。
长石(KAlSi 3O 8)：K 2O·Al 2O 3·6SiO 2。
3．最简单的硅酸盐——Na 2SiO 34．三种常见的硅酸盐产品1．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，常用于制备黏合剂、防腐剂和耐火材料。
2．传统的无机非金属材料有水泥、玻璃和陶瓷。
3．硅以化合态存在于自然界中，常用作半导体材料和合金材料。
4．熟记三个化学方程式(1)Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。
(2)Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。
(3)SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ↑。
硅酸盐5．其他含硅物质(1)碳化硅：化学式为SiC ，俗称金刚砂，具有金刚石结构特点，硬度很大，可用作砂纸、砂轮的磨料。
(2)含硅4%的硅钢：具有很高的导磁性，可作变压器铁芯。
(3)硅橡胶：既耐高温又耐低温的一种有良好弹性的橡胶。
(4)人工制造分子筛：有均匀微孔结构，主要用作吸附剂和催化剂载体。
1．Na 2SiO 3为什么必须密封保存？提示：Na 2SiO 3会吸收空气中的CO 2和水蒸气而变质，反应的化学方程式为Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓。
2．硅酸盐可写成二氧化硅和金属氧化物的形式，是否可理解成硅酸盐是二氧化硅和金属氧化物的混合物？提示：否。
硅酸盐结构复杂，通常用SiO 2和金属氧化物的组合形式来表示其组成，但不是它们的混合物。
1．硅酸盐氧化物形式的改写 书写形式⎩⎪⎨⎪⎧氧化物的排列顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水氧化物之间以“·”隔开化学计量数⎩⎪⎨⎪⎧配置原则：各元素原子总个数比值符合原来的组成若出现分数时应化为整数例如：钠长石(NaAlSi 3O 8)不能写成12Na 2O·12Al 2O 3·3SiO 2，应写成Na 2O·Al 2O 3·6SiO 2。
人教版高中化学必修一课件：第四章 第一节第2课时 硅酸盐和硅单质
• 7、“教师必须懂得什么该讲，什么该留着不讲，不该讲的东西就好比是学生思维的器，马上使学生在思维中出现问题。”“观 察是思考和识记之母。”2021年11月9日星期二3时29分44秒15:29:449 November 2021
解析:Na2SiO3既是硅酸盐,又是钠盐,硅酸盐大多不溶于水,而钠盐均易 溶于水;浸泡银幕主要是为了防火,而浸泡枕木主要是为了防腐;水玻璃 有黏合作用,常作黏合剂。
2.用氧化物的形式表示硅酸盐的组成,其中正确的是( D ) A.钙沸石[CaAl2Si3O10·3H2O]表示为 Al2O3·CaO·3SiO2·3H2O
第2课时 硅酸盐和硅单质
[新课导入] (教师用书备用)
你知道中国有“瓷国”的美誉之称吗?你知道陶瓷也叫“China”吗? 陶瓷是中华民族一项伟大的创造,具有悠久而辉煌的历史,让我们一起来 走近陶瓷吧!
[学习目标] 1.知道硅酸钠的性质和用途。
2.学会用氧化物的形式表示复杂硅酸盐的方法。 3.知道玻璃、水泥和陶瓷是硅酸盐制品以及生产它们的主要原料。 4.知道晶体硅是良好的半导体材料,能说出它的主要用途。
主要成分
3CaO·SiO2,2CaO·SiO2,3Ca O·Al2O3
Na2O·CaO·6SiO2 硅酸盐
• 1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” • 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 • 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 • 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 • 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
高中化学 第四章 第一节 第二课时 硅酸盐和硅单质课件 新人教版必修1
[答案] (1)SiCl4 SiO2 H2SiO3 (2)粗硅提纯 (3)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O (4)H2SiO3==△===SiO2＋H2O
第三十五页，共40页。
硅及其化合物的“特性” (1)硅的还原性比碳强，而碳在高温下的还原性比硅强。 SiO2＋2C=高==温==Si＋2CO↑。 (2)非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却 不然。Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 (3)一般情况下，活泼金属与酸发生置换反应生成氢气， 非金属单质与非氧化性酸不反应，但硅例外。 Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
也可以用二氧化硅和金属氧化物的形式表示，则n为
()
A．1
B．2
C．3
D．4
解析：绿柱石中Be的化合价是＋2，故有：2n＋3×2＋
4×6＋(－2×18)＝0，解得n＝3。
答案：C
第三十页，共40页。
第三十一页，共40页。
[例 2] 下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成 物。其中，B 是一种单质，其余物质也都是含 B 元素的化合物。 C 是一种钠盐，E 是 C 对应的酸，B 的结构类似金刚石，D 为 B 的氧化物(其他不含 B 元素的反应产物以及各步反应添加的 必要试剂和反应条件已被略去)。请填写空白：
(2)化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与 氢氟酸、强碱(qi发án生ɡ j(ifǎāns)hēng)反应。
3．用途 (1)半导体材料，如硅芯片等。 (2)新型能源，如光电池等。
第二十页，共40页。
[师生互动(hù dònɡ)·解疑难]
单质(dānzhì)硅的化学性质 (1)常温时能与F2、HF和强碱(qiánɡ jiǎn)溶液反应，方程式 分别为： Si＋2F2===SiF4； Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
人教版高中化学必修一课件高一化学硅酸盐及硅单质
③硅橡胶 (最好的既耐高温又耐低 温的橡胶)
④分子筛 （具有均匀微孔结构 的铝硅酸盐。）
三.硅单质(晶体硅是良好的半导体材料)
（一）硅在自然界的存在与物理性质 硅在地壳中的含量仅次于氧；在自然界中无游离态的硅；单 质硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅：灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体， 熔沸点高、硬度大。（熔沸点：金刚石＞硅） 是良好的半导体。
3.与HF（氢氟酸）的反应
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
（三）硅的工业制法
高温下，用碳还原二氧化硅制得粗硅 SiO2+2C=Si+2CO↑
※C过量，还可能生成SiC(金刚砂）
高温
SiO2+3C==SiC+2CO↑Biblioteka 粗硅提纯△△
Si+2Cl2==SiCl4 SiCl4+2H2==Si+4HCl
（四）硅的用途 大规模集成电路
讨论2： B
太阳能电池
硅芯片
讨论1：下列叙述正确的是（）
A.CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似 B.因为CaCO3+SiO2C=高a=S=温=iO3+CO2↑，所以硅酸的酸性 比碳酸强
C.CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂 D.SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以二氧化硅 属于两性氧化物
K 2O·Al2O3 ·6SiO2
注意：氧化物之间以“·”隔开。系数配置出现分数时应化为整数。
3．硅酸盐的性质 硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多难溶于于水，化 学性质很稳定。
4.最常见的硅酸盐——Na2SiO3
水玻璃
耐火材料
防腐剂
[实验4-2] Zx.xk 放入蒸馏水
【备课优选】高一化学人教版必修1课件：第四章 第一节 第2课时硅酸盐和硅单质 (19张)
A．纯碱
B．石灰石
题时应熟悉生产玻璃、水泥产
C．石英
D．黏土
品的原料情况。制玻璃的原料
是纯碱、石灰石和石英；制水
泥的原料是石灰石、黏土等。
相互对比后可知 B 项为正确答
案。Leabharlann 1234
5
3．将下列天然硅酸盐改写成氧化物的形式：
(1)石棉 CaMg3Si4O12____C__a_O__·3_M___g_O__·4_S__iO__2__________。 (2)绿柱石 Be3Al2Si6O18____3_B_e__O_·_A_l_2_O__3_·6_S__iO__2__________。 (3)白云母 H4K2Al6Si6O24__K__2_O__·3_A__l_2O__3_·_6_S_i_O__2·_2_H__2_O____。 (4)翡翠 NaAlSi2O6____N__a_2_O__·A__l2_O__3_·4__S_i_O_2___________。
3．硅酸盐产品有着广泛的应用，大家熟悉的玻璃、水泥和陶瓷 是常见的硅酸盐产品，也是使用量最大的无机非金属材料。 (1)阅读教材填写下表：
硅酸盐产品 原料 主要设备
主要成分
水泥 玻璃
石灰石、 水泥回转窑 3CaO·SiO2 2CaO·SiO2，
黏土
3CaO·Al2O3
纯碱、石灰 玻璃窑 石、石英
Na2O·CaO·6SiO2
A．晶体硅可用作半导体材料
材料。硅的氧化物也有晶体和无
B．硅的氧化物都可用作光导纤维的 定形两种，晶体二氧化硅才可用
材料
作光导纤维的材料。
C．碳化硅可用作砂纸、砂轮的磨料
D．水玻璃可用作黏合剂及耐火材料
1
2
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化学·必修1(人教版)
第一节无机非金属材料的主角——硅
第2课时硅酸盐和硅单质
水平测试
1．在制玻璃、制水泥两种工业生产中，都需要原料()
A．纯碱B．石灰石
C．石英D．黏土
解析：这是一道硅酸工业中理论联系实际问题的试题，解答本题时应熟悉生产玻璃、水泥产品的原料情况。
制玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英；制水泥的原料是石灰石、黏土等等。
相互对比后可知B 项为正确答案。
答案：B
2．下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是()
A．这是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀
B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料
C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧
D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质
解析：硅酸盐是矿物，硅酸钠的水溶液是水玻璃，其不燃烧也不受腐蚀，故A项正确；水玻璃是粘性的物质，在建筑工业上，可用做粘合剂、耐酸水泥渗料，故B项正确；水玻璃是硅酸钠的水溶液，不燃烧也不受腐蚀，木材、织物浸过水玻璃后，具有防腐蚀性能且不易着火，故C项正确；水玻璃能与空气中二氧化碳反应生成硅酸，性质不稳定，故D项错误。
答案：D
3．现有硅酸钠、石灰石、二氧化硅三种白色粉末，只用一种试剂就可以将它们鉴别开，该试剂是()
A．纯水B．盐酸
C．硝酸银溶液D．碳酸钠溶液
解析：加入水，石灰石和二氧化硅都不溶于水，不能鉴别，故A 项错误；加入盐酸，硫酸钠溶解，无明显现象，石灰石溶解，生成气体，二氧化硅不反应，溶液中有沉淀，现象不同，可鉴别，故B项正确；加入硝酸银溶液，溶液中都有沉淀，不能鉴别，故C项错误；加入碳酸钠，与三种物质都不反应，不能鉴别石灰石和二氧化硅，故D项错误。
答案：B
4．下列材料中含有硅元素的是()
①水泥②玻璃③陶瓷④计算机芯片⑤压电材料
⑥光缆
A．①②③④⑤⑥B．①③⑤
C．①②④D．④⑤⑥
答案：A
5．产自青海的昆仑玉是制工艺品的原料，昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为()
A．CaO·MgO·SiO2·H2O
B．2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
C．2CaO·MgO·SiO2·2H2O
D．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O
解析：硅酸盐改写成氧化物的形式为：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2O，同时要遵循原子守恒。
答案：B
6．下列有关Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液的共同点的描述中不正确的是()
A．水溶液均显碱性
B．滴入盐酸均有气泡产生
C．均能与CO2反应
D．均不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存
解析：Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3，不能放出气泡，故B 项不正确。
答案：B
7．(双选题)下列反应的离子方程式中，正确的是()
A．二氧化硅跟氢氟酸反应：
SiO2＋4H＋===Si4＋＋2H2O
B．二氧化硅跟氢氧化钾溶液反应：
SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O
C．硅酸钠溶液中滴入盐酸：
SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓
D．碳酸钡中滴加稀硝酸：
CO2－3＋2H＋===H2O＋CO2↑
解析：HF是弱酸，应写成分子形式，生成的SiF4是气体，应保留化学式，故A项错误；BaCO3难溶，应写化学式，故D项错误。
答案：BC
8．填写下列表格，以除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。
欲除杂质的物质所加主要化学反应方程式
试剂 操作
SiO 2(CaCO 3) CaCO 3(SiO 2) Si(SiO 2) SiO 2(H 2SiO 3) SiO 2(Na 2SiO 3)
答案：
盐酸 过滤
Ca 2CO 3＋2HCl===CO 2↑＋H 2O ＋2CaCl 2
NaOH 溶液 过滤 SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O H 2 高温 SiO 2＋2H 2=====高温Si ＋2H 2O —— 加热 H 2SiO 3=====△SiO 2＋H 2O 水
溶解、过滤
——
9．从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下： ①SiO 2＋2C=====高温Si(粗)＋2CO ↑ ②Si(粗)＋2Cl 2=====加热SiCl 4
③SiCl 4＋2H 2=====
高温Si(纯)＋4HCl 关于上述反应的分析不正确的是( ) A ．①、③是置换反应，②是化合反应 B ．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅
C．任一反应中，每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子
D．高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅
解析：①、③是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，②是化合反应，故A项正确；氧化还原反应中，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，①、③反应可说明焦炭与氢气的还原性均强于硅，故B项正确；Si原子核外最外层有4个电子，一般表现为＋4价，所以任一反应中，每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子，故C项正确；高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合，石英砂、焦炭反应生成粗硅，氯气、氢气反应生成HCl，故D项错误。
答案：D
能力提升
10．某化学兴趣小组模拟工业上用SiHCl3与过量H2在
1 000～1 100℃Si＋
1000～1100℃下制备纯硅：SiHCl3＋H2=====
3HCl(在石英管D中反应)，装置如下图所示(热源及夹持装置略去)。
已知SiHCl3沸点为33℃，遇水剧烈反应；浓硫酸具有吸水性。
请回答下列问题：
(1)仪器E的名称是________。
(2)B中的试剂应为________。
(3)实验室中需加热的装置是________(填字母)。
(4)组装好装置后，下列操作的先后顺序为________。
a．在相应装置中加入药品
b．检查装置的气密性
c．给相应装置加热
d．让装置A反应产生H2，排尽装置中的空气
e．将C处烧杯浸入有温水的烧杯中
解析：A处制取H2，B处干燥H2，C处使H2与SiHCl3混合，D 处加热使二者反应。
答案：(1)分液漏斗(2)浓硫酸(3)D(4)badec。